傾聽(tīng)火星“心跳” 探索最遠(yuǎn)天體

　　回望2019，太空精彩紛呈

　　今日視點(diǎn)

　　本報(bào)記者 劉 霞

　　50年前，尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林成功踏上月球表面，成為首批登陸地球以外天體的人類(lèi)，這一史無(wú)前例的壯舉徹底點(diǎn)燃了人類(lèi)探索宇宙的熱情和夢(mèng)想。自此，各國(guó)紛紛向太陽(yáng)、火星、甚至更遙遠(yuǎn)天體發(fā)射探測(cè)器，也建造了各類(lèi)望遠(yuǎn)鏡，試圖揭示浩瀚宇宙的奧秘。

　　2019年即將謝幕，美國(guó)《科學(xué)新聞》周刊網(wǎng)站為我們講述了科學(xué)家今年在太空書(shū)寫(xiě)的傳奇故事。

　　飛越遙遠(yuǎn)“天空”

　　今年1月1日，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“新視野號(hào)”飛越了距地球約64億公里的“天空”(Arrokoth)，打破了其2015年飛越冥王星時(shí)創(chuàng)下的太陽(yáng)系最遙遠(yuǎn)天體探索記錄。

　　“天空”比冥王星還遠(yuǎn)15億公里，位于太陽(yáng)系的柯伊伯帶。柯伊伯帶由碎片和矮行星組成，據(jù)信包含數(shù)十萬(wàn)個(gè)類(lèi)似“天空”的天體。科學(xué)家相信，這些天體保留了太陽(yáng)系形成之初的痕跡。

　　飛越“天空”沒(méi)多久，“新視野號(hào)”就陸續(xù)傳回圖像，不斷刷新科學(xué)家的認(rèn)知。起初，“天空”看起來(lái)像是被拉得又細(xì)又長(zhǎng)；隨后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它由兩顆小行星粘在一起，好似一個(gè)胖嘟嘟的雪人；而最新圖像顯示，它更像是兩個(gè)煎餅拼接而成。

　　科學(xué)家還從未見(jiàn)過(guò)這樣的天體，揭示“天空”為何如此“相貌清奇”或有助于進(jìn)一步了解行星形成早期階段的情況。

　　奇異系外行星現(xiàn)身

　　1995年，米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲于發(fā)現(xiàn)了首顆系外行星飛馬座51b，開(kāi)啟了天文學(xué)的一場(chǎng)革命，他們也因此榮膺2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著觀測(cè)手段不斷提升，新系外行星次第現(xiàn)身，科學(xué)家迄今已發(fā)現(xiàn)了4000多顆系外行星，其大小、形狀和軌道之豐富令人驚嘆，其中NASA新一代行星獵手“凌日系外行星勘測(cè)衛(wèi)星”(TESS)功不可沒(méi)！

　　TESS于2018年7月正式“上崗”，沒(méi)幾個(gè)月就發(fā)現(xiàn)了8顆系外行星，其中包括一些“怪咖”。例如，一顆行星密度與水差不多；一顆名為L(zhǎng)HS 3844b的行星猶如一片“熔巖世界”，在540℃的高溫下嘶嘶作響；還有一種新型系外行星——“超熱海王星”，這顆行星可能正在褪去熾熱蓬松的外衣露出巖石內(nèi)核，處于從氣態(tài)巨行星“變身”為固態(tài)行星的過(guò)程中。此外，TESS還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小介于火星和地球間的天體L98-59b，圍繞地球附近一顆明亮涼爽的恒星旋轉(zhuǎn)，其大小約為地球的80%，公轉(zhuǎn)周期為2.25天。

　　小行星變身“網(wǎng)紅”

　　小行星“龍宮”和“貝努”當(dāng)屬今年天文領(lǐng)域的“網(wǎng)紅”，貢獻(xiàn)了不少流量。

　　日本宇宙航空開(kāi)發(fā)研究機(jī)構(gòu)的“隼鳥(niǎo)2號(hào)”于2014年12月發(fā)射升空，2018年6月底抵達(dá)“龍宮”，并于今年2月在“龍宮”著陸，開(kāi)始探索之旅。

　　今年2月，“隼鳥(niǎo)2號(hào)”順利完成第一次著陸采樣；4月，它向“龍宮”表面發(fā)射了一枚銅彈，撞出一個(gè)約10米寬的坑，并于7月再次登陸“龍宮”，收集地下巖石碎片。這是人類(lèi)首次在小行星上成功完成多次著陸采樣、首次采集到次表層地下樣品。“隼鳥(niǎo)2號(hào)”目前已攜帶這些或許保留了太陽(yáng)系誕生之初樣貌的樣本踏上歸途，預(yù)計(jì)于2020年年底到達(dá)地球。

　　此外，美國(guó)2016年發(fā)射的“奧西里斯－REx”探測(cè)器于2018年12月抵達(dá)小行星“貝努”，并于今年6月為其拍下多張?jiān)敿?xì)圖像。

　　今年12月12日，NASA將“貝努”北極附近的“夜鶯”和“魚(yú)嘴”采樣點(diǎn)分別選為第一著陸區(qū)和備選著陸區(qū)。據(jù)悉，2020年1到4月，探測(cè)器將多次飛越這兩個(gè)采樣點(diǎn)，以獲取更清晰詳實(shí)的數(shù)據(jù)。真正的采樣工作將于2020年8月完成，計(jì)劃采集樣品60克。探測(cè)器將于2021年離開(kāi)“貝努”，并于2023年將樣本送達(dá)地球。

　　這些樣本有望揭示類(lèi)似“貝努”這樣的小行星是否曾經(jīng)扮演“郵差”角色，將形成生命的分子帶到早期地球。

　　揭示火星“心跳”的秘密

　　在火星探測(cè)方面，科學(xué)家今年也取得不少突破。

　　2018年11月，NASA的“洞察號(hào)”火星探測(cè)器結(jié)束4.84億公里的旅程，成功著陸火星表面。其主要任務(wù)是了解火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)，探究火星震和火星內(nèi)核的奧秘，成為首個(gè)監(jiān)測(cè)火星“心跳”的探測(cè)器。

　　今年4月6日，“洞察號(hào)”不辱使命，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀(SEIS)首次監(jiān)測(cè)到火星震。自那之后，探測(cè)器又捕捉到100多次震動(dòng)，其中21次極可能是火星震。

　　“洞察號(hào)”首席科學(xué)家布魯斯·巴納特認(rèn)為，這些探測(cè)開(kāi)啟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域——火星震學(xué)，為理解火星深層內(nèi)部結(jié)構(gòu)打開(kāi)了一扇重要窗口，將讓我們對(duì)火星的形成和演化產(chǎn)生新認(rèn)識(shí)。

　　研究人員指出，火星震與地震成因不同。地震由地球地殼構(gòu)造板塊間的擠壓引發(fā)；火星沒(méi)有地殼構(gòu)造板塊，但火星緩慢降溫，會(huì)造成壓力在火星內(nèi)部擴(kuò)散，這也可能引起零星的火星震。

　　當(dāng)新手“洞察號(hào)”在火星表面?zhèn)榷鷥A聽(tīng)火星“心跳”時(shí)，老兵“好奇號(hào)”火星車(chē)則將滿(mǎn)腔熱情傾注于火星上奇怪的夏普山。

　　夏普山位于蓋爾隕石坑上方，這一地質(zhì)奇觀在地球上聞所未聞，科學(xué)家對(duì)此困惑不已，對(duì)這個(gè)奇怪山體如何形成爭(zhēng)論不休。為揭示其中奧秘，“好奇號(hào)”一直在夏普山上攀爬，其上的加速計(jì)也不斷測(cè)量引力。加速計(jì)讀數(shù)顯示，火星車(chē)下方的巖石出奇松散，說(shuō)明夏普山可能由風(fēng)吹來(lái)的沉積物沉積而成。

　　新的一年即將到來(lái)。明年，我們將迎來(lái)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡升空30周年，中國(guó)也將實(shí)施首次火星探測(cè)任務(wù)，或許還有其他令人驚喜的發(fā)現(xiàn)等著我們，讓我們進(jìn)一步認(rèn)清人類(lèi)自身在宇宙中的位置。